Zebra má pruhy možno vďaka jednoduchému genetickému spojeniu
17.10.2011 22:41:22 | QUC San Diego, Science Daily | Počet zobrazení: 1232x
Mnoho živých organizmov má pruhy, proces ich vzniku a vzniku iných vzorov je ale ťažké pochopiť. Vedci navrhli jednoduché genetické spojenie, ktoré vytvára pruhovaný vzor. Ten dokážu kontrolovať pôsobením na jediný gén.
„Základné zložky môžu byť ukryté v zložitom kontexte fyziológie,“ myslí si jeden z vedúcich výskumu na Kalifornskej univerzite prof. Terence Hwa. „V prírode sa vyskytujú mnohé vzory a vy nikdy neviete, čo ich v skutočnosti riadi.“
Hwa a jeho kolegovia z Hongkongskej univerzity vložili gény jednej baktérie do inej a vytvorili genetický okruh z dvoch prepojených modulov, ktorý reagoval na prehustenie skupiny buniek riadením ich pohybu.
Jeden z modulov vylučuje chemický signál acyl-homoserínový laktón (AHL). Pri raste kolónie baktérií obklopuje AHL bunky a zabraňuje im v pohybe. Pretože AHL príliš ďaleko neprenikne, niektoré bunky obmedzenie nezasiahne, preniknú ďalej a tam začnú proces odznova.
Bunky tak po určitej dobe vytvoria sústredné kružnice zhustených a rozptýlených bakteriálnych buniek. Zmenou jedného génu, ktorý obmedzuje rýchlosť a dosah pohybu buniek, dokázali vedci kontrolovať množstvo kruhov, ktoré baktérie vytvorili.
Hoci baktérie sú jednobunkové, ako kolónie sa správajú ako mnohobunkový organizmus. Základné pravidlá, ktoré spôsobujú rast vzorov medzi baktériami, tak možno aplikovať aj do procesov vo vývoji iných organizmov.
Vedci popísali pravidlá správania sa systému dvomi spôsobmi. Najskôr presne zmerali aktivitu jednotlivých génov. Potom odvodili matematický model popisujúci pravdepodobnosť pohybu jednotlivých buniek. Ďalšie rovnice opisujú iné aspekty systému, napríklad dynamiku syntézy, difúzie a deaktivácie jedného z chemických signálov AHL.
Tento postup v troch krokoch, experimenty, precízne merania a matematické modelovanie systému, charakterizujú stále sa rozširujúcu disciplínu kvantitatívnej biológie. „Je to prototyp, model biológie, ktorú chceme robiť,“ povedal Hwa.